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2023 article

Discovery and In Situ Crystallization Studies of Cerium-Based Metal–Organic Frameworks with V-Shaped Linker Molecules

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Rattachement africain : de, it, se, fr. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

We report the discovery and characterization of two porous Ce(III)-based metal–organic frameworks (MOFs) with the V-shaped linker molecules 4,4′-sulfonyldibenzoate (SDB 2– ) and 4,4′-(hexafluoroisopropylidene)bis(benzoate) (hfipbb 2– ). The compounds of framework composition [Ce 2 (H 2 O)(SDB) 3 ] ( 1 ) and [Ce 2 (hfipbb) 3 ] ( 2 ) were obtained by using a synthetic approach in acetonitrile that we recently established. Structure determination of 1 was accomplished from 3D electron diffraction (3D ED) data, while 2 could be refined against powder X-ray diffraction (PXRD) data using the crystal structure of an isostructural La-MOF as the starting model. Their framework structures consist of chain-like inorganic building units (IBUs) or hybrid-BUs that are interconnected by the V-shaped linker molecules to form framework structures with channel-type pores. The composition of both compounds was confirmed by PXRD, elemental analysis, as well as NMR and IR spectroscopy. Interestingly, despite the use of (NH 4 ) 2 [Ce IV (NO 3 ) 6 ] in the synthesis, cerium ions in both MOFs occur exclusively in the + III oxidation state as determined by X-ray absorption near edge structure (XANES) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). Thermal analyses reveal remarkably high thermal stabilities of ≥400 °C for the MOFs. Initial N 2 sorption measurements revealed the peculiar sorption behavior of 2 which prompted a deeper investigation by Ar and CO 2 sorption experiments. The combination with nonlocal density functional theory (NL-DFT) calculations adds to the understanding of the nature of the different pore diameters in 2 . An extensive quasi-simultaneous in situ XANES/XRD investigation was carried out to unveil the formation of Ce-MOFs during the solvothermal syntheses in acetonitrile. The crystallization of the two Ce(III)-MOFs presented herein as well as two previously reported Ce(IV)-MOFs, all obtained by a similar synthetic approach, were studied. While the XRD patterns show time-dependent MOF crystallization, the XANES data reveal the presence of Ce(III) intermediates and their subsequent conversion to the MOFs. The addition of acetic acid in combination with the V-shaped linker molecule was identified as the crucial factor for the formation of the crystalline Ce(III/IV)-MOFs.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Discovery and In Situ Crystallization Studies of Cerium-Based Metal–Organic Frameworks with V-Shaped Linker Molecules
Date Crossref
04/12/2023
Éditeur
American Chemical Society (ACS)
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Où se fait cette recherche

  • Christian-Albrechts-Universität zu Kiel pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • University of Turin pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • Stockholm University Department of Materials and Environmental Chemistry pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • European Synchrotron Radiation Facility pays non établi dans la notice
    Structure de recherche
  • University of Perugia Dipartimento di Chimica Biologia e Biotecnologia pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • Institut für Anorganische Chemie pays non établi dans la notice
    Structure de recherche
  • Dipartimento di Chimica pays non établi dans la notice
    Institution
  • Kiel Nano pays non établi dans la notice
    Institution

Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, University of Turin et Department of Materials and Environmental Chemistry — Stockholm University, avec 5 autres affiliations.

Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.

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